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鈣芒硝
灰色或黃色的原生礦石礦物
鈣芒硝是灰色或黃色的原生礦石礦物，硬度為2.5～3.0。
基本信息
| 中文名 | 鈣芒硝 |
| 外文名 | glauberite |
| 學(xué)科 | 冶金工程 |
| 硬度 | 2.5～3.0 |
| 比重 | 2.75～2.85 |
| 顏色 | 常呈灰色或黃色 |
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簡(jiǎn)介
鈣芒硝礦床之成因分類
鈣芒硝礦床成因分類考慮的主要因素有：礦床產(chǎn)出的時(shí)代、巖相、產(chǎn)狀（物相）、礦石建造等。首先，按照礦床產(chǎn)出的時(shí)代與巖相的不同將鈣芒硝礦床劃分為三大類，即第四紀(jì)鹽湖型鈣芒硝礦床、中新生代陸相碎屑巖型鈣芒硝礦床、古代海相碳酸鹽巖型鈣芒硝礦床。其次，根據(jù)產(chǎn)狀（物相） ，第四紀(jì)鹽湖型鈣芒硝實(shí)際上為沙下湖型鈣芒硝礦床，中新生代陸相碎屑巖型鈣芒硝礦床可細(xì)分為固相和液相兩種礦床，古代海相碳酸鹽巖型鈣芒硝礦床僅發(fā)現(xiàn)固相礦床。最后，根據(jù)礦石建造又進(jìn)行了更詳細(xì)的劃分。
鈣芒硝礦床的次生富集帶及其形成機(jī)理
眾所周知，金屬硫化物礦床在適宜的條件下可形成次生富集帶，而作為鈉鈣硫酸鹽礦床的鈣芒硝礦床能否在適宜的條件下也形成次生富集帶呢? 答案是肯定的。西寧硝溝鈣芒硝礦床在適宜地段形成次生芒硝礦床就是一個(gè)典型的例證。對(duì)鈣芒硝礦床次生富集的影響因素、形成機(jī)理、富集的地區(qū)等問題進(jìn)行研究是具有重要的實(shí)際意義的。
次生芒硝礦的形成機(jī)理
鈣芒硝（NaSO . CaSO）是個(gè)復(fù)鹽礦物，其由NaSO 和CaSO所組成，當(dāng)其浸泡于水體中，在水的作用下，被溶蝕分解，生成次生芒硝和石膏，其化學(xué)反應(yīng)式為CaSO ·NaSO + 12HO vCaSO·2HO + NaSO·10HO ↓。當(dāng)富含的NaSO 的水溶液在低洼區(qū)沉淀出相當(dāng)量的芒硝，便可形成次生芒硝礦床。實(shí)際上，由鈣芒硝次生變成芒硝的過程是長(zhǎng)期而反復(fù)進(jìn)行的。鈣芒硝遇水反應(yīng)，先變?yōu)镹aSO·CaSO·nHO 即水鈣芒硝，繼而與水繼續(xù)反應(yīng)，分解出石膏和NaSO的水溶液。
從上述分析可以得知，形成次生芒硝礦的兩個(gè)先決條件是：必須要有鈣芒硝礦，必須要有一定量的水體。但是，有了這兩個(gè)決條件，不一定都能形成次生芒硝礦，還要取決于其它條件和其它因素。
影響次生芒硝富集的因素
影響次生芒硝富集的因素大體上有以下三種。
1.氣候條件 氣候條件決定次生作用強(qiáng)度和次生富集帶的發(fā)育程度。干旱少雨的氣候條件是鈣芒硝礦轉(zhuǎn)變?yōu)槊⑾醯V的先決條件。這是因?yàn)闅夂虺睗穸嘤辏兹芙獾拟}芒硝根本不能在地表上存留，只有在干旱少雨的我國西部地區(qū)，鈣芒硝礦才能裸露于地表接受風(fēng)化作用。這里談及的氣候條件是：多雨不成，無雨亦不成，只有干旱少雨，才能使一定量的水作用于鈣芒硝，就地或在低洼地形處形成芒硝。干旱氣候條件不利于NaSO水溶液的流失，而有利于次生芒硝的保存。當(dāng)然太干旱，水量少，又限制了鈣芒硝向芒硝的轉(zhuǎn)化。因此，只有干旱少雨才是形成次生芒硝礦的最佳氣候條件。
2.地形條件 地形坡度小，即平緩、低洼處利于厚層次生芒硝礦的生成。因?yàn)檫@樣的地方利于水的聚集，使鈣芒硝次生變化具備有水的條件，且水滯留時(shí)間越長(zhǎng)，與鈣芒硝礦反應(yīng)時(shí)間亦越長(zhǎng)，后期次生作用越強(qiáng)烈，從而利于次生芒硝礦的生成。
3.鈣芒硝礦體條件 礦體中礦石質(zhì)量對(duì)次生作用影響較大。這里有三種情況：當(dāng)?shù)V石中泥砂含量小于30 %時(shí)，易生成次生富礦，NaSO含量一般都在35%以上；當(dāng)泥砂質(zhì)含量高于50%時(shí)，鈣芒硝水解不太充分，礦石中NaSO含量一般小于25%；泥砂含量介于上述二者之間時(shí)，次生礦石為泥質(zhì)、晶質(zhì)、粒狀結(jié)構(gòu)混雜，塊狀、角礫狀、條帶狀構(gòu)造俱存。后者是主要的次生芒硝礦石類型。鈣芒硝礦體上覆巖層巖性、厚度也直接影響到次生作用的強(qiáng)弱程度。
次生芒硝富集的地段
次生芒硝礦多分布于產(chǎn)有鈣芒硝的溝谷兩側(cè)及溝谷底部。芒硝礦呈瓜皮帽式覆蓋于鈣芒硝礦體之上。礦體厚度與地形的關(guān)系極為密切，當(dāng)鈣芒硝礦所處的地形平緩時(shí)，上復(fù)次生芒硝礦層的厚度一般較大，反之，地形坡度大，次生芒硝礦則變薄。例如，在山坡平臺(tái)處，次生芒硝礦可厚達(dá)7.55m ，而在斜坡處厚度僅3.5m 或更小，次生芒硝礦發(fā)育的深度一般不大。
在鈣芒硝礦體內(nèi)部常見沿裂隙產(chǎn)出脈狀或透鏡狀的次生芒硝礦。因其規(guī)模較小，不構(gòu)成工業(yè)礦體。鈣芒硝礦床的次生富集帶只發(fā)現(xiàn)于中國的西部地區(qū)，這是特殊地質(zhì)氣候條件下的特殊產(chǎn)物。
鈣芒硝礦床的生物化學(xué)成因
鈣芒硝礦物成因的研究是鈣芒硝礦床成因研究的基礎(chǔ)。關(guān)于鈣芒硝的成因在地學(xué)界歷來有兩種看法，其一是原生成因說，其二是次生說。原生說認(rèn)為鈣芒硝是直接從硫酸鹽溶液中晶出的，例如，別勒希科夫?qū)ο毯｛u水的蒸發(fā)試驗(yàn)和格拉西莫娃對(duì)費(fèi)爾干納含鹽系的研究都得出了這樣的結(jié)論。次生說或認(rèn)為鈣芒硝是交代石膏而成的（如范特—霍夫、謝爾賓納等），或認(rèn)為鈣芒硝從鹵水中沉淀必先經(jīng)過一個(gè)準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)即先形成NaSO·CaSO·2HO ，繼而形成NaSO·CaSO·HO ，最后形成鈣芒硝（NaSO4·CaSO）。
鈣芒硝與其它一些鹽類礦物，如石鹽、石膏、無水芒硝、芒硝、鉀石鹽等一樣，是生物化學(xué)成因的。另外，從鈣芒硝在地史上最早出現(xiàn)的時(shí)代是震旦紀(jì)，也可以說明這一點(diǎn)。因?yàn)檎鸬┘o(jì)是低等生物菌藻類（也包括嗜鹽菌藻類）開始大量繁殖的時(shí)期。因此，在這個(gè)時(shí)期作為生物化學(xué)成因的鈣芒硝最早出現(xiàn)也是很自然的事情。
過去地質(zhì)學(xué)家一直把鈣芒硝作為標(biāo)準(zhǔn)陸相鹽湖之產(chǎn)物。當(dāng)古代海相鹽礦中也發(fā)現(xiàn)了鈣芒硝，地質(zhì)學(xué)家的觀點(diǎn)開始發(fā)生了轉(zhuǎn)變，鈣芒硝不再是陸相獨(dú)有的產(chǎn)物了。古代海相鹽礦中，與菱鎂礦密切共生之鈣芒硝形成于潮坪（乃至潮上）鹽湖環(huán)境。這種鹽湖的水體主要來源于海水，同時(shí)，也接受古大陸地下水流的補(bǔ)給。富含嗜鹽菌藻類且富含CaSO 和NaSO 的水溶液與輸入的富含MgSO的溶液相反應(yīng)而形成鈣芒硝和菱鎂礦。因此，海相碳酸鹽蒸發(fā)巖建造中的鈣芒硝可作為一種很好的指相標(biāo)志。
我國芒硝礦發(fā)展情況
鈣芒硝礦床是能提取硫酸鈉組分的礦床。與能提取硫酸鈉組分的芒硝礦床、無水芒硝礦床、白鈉鎂礬礦床等相比，它具有在時(shí)空上分布廣的特點(diǎn)。從時(shí)代上來說，芒硝礦床和白鈉鎂礬礦床只分布于新生代，無水芒硝礦床分布于中新生代，而鈣芒硝礦床則可穿越古生代、中生代、新生代一直到第四紀(jì)；從空間上講，芒硝礦床、白鈉鎂礬礦床一般僅分布于西部現(xiàn)代鹽湖區(qū)，無水芒硝礦床數(shù)量很少，只散布于廣東、湖南等地的少數(shù)幾個(gè)中新生代陸相盆地中，而鈣芒硝礦床則從海相地層到陸相地層均有分布。粗略統(tǒng)計(jì)，全國13 個(gè)省區(qū)有鈣芒硝礦床產(chǎn)出，尤以青海、四川、云南、湖北、湖南等省為多。
鈣芒硝礦床具有潛在的巨大的工業(yè)價(jià)值。從全國的硫酸鈉組分儲(chǔ)量來說，鈣芒硝礦床與芒硝礦床各占一半，或者說，鈣芒硝礦床要多于芒硝礦床，這是因?yàn)橛械某笮外}芒硝礦床，比如，云南安寧盆地超大型鈣芒硝礦床等尚未列入儲(chǔ)量表。
國家主要是開發(fā)利用現(xiàn)代鹽湖中的芒硝礦床，當(dāng)然，在云南、四川和東部省分早已用水采、旱采和硐室水溶法開發(fā)利用鈣芒硝礦床。中國的巨大的鈣芒硝礦產(chǎn)資源有朝一日必將成為芒硝資源枯竭后的唯一開發(fā)對(duì)象。
總結(jié)
1.中國鈣芒硝礦床分布廣、儲(chǔ)量巨大，是與芒硝礦床同等重要的硫酸鈉礦床。我國主要開發(fā)利用的是芒硝礦床，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，芒硝礦開發(fā)的差不多的時(shí)候，鈣芒硝礦床將是唯一的替代礦種。
2.在對(duì)中國產(chǎn)出的不同時(shí)代、不同層位、不同巖相鈣芒硝研究的基礎(chǔ)上提出了鈣芒硝礦床的成因分類。這個(gè)分類不僅考慮到礦床產(chǎn)出的時(shí)代和巖相，而且也考慮到產(chǎn)狀的物相和建造，因此，應(yīng)該是符合實(shí)際且便于運(yùn)用的一個(gè)成因分類。
3.在中國西部干旱地區(qū)，鈣芒硝礦床發(fā)育次生富集帶并形成次生芒硝礦床，具有一定的經(jīng)濟(jì)意義。對(duì)這種硫酸鹽礦床的次生富集帶的研究也具有一定的理論價(jià)值。筆者對(duì)該類礦床次生富集帶，從形成機(jī)理，從影響次生富集的氣候、地形、礦體等因素進(jìn)行了分析，提出了進(jìn)一步尋找此種礦床的有利地區(qū)。
4.過去研究者認(rèn)為鈣芒硝礦床屬化學(xué)沉積或化學(xué)碎屑沉積，通過對(duì)鈣芒硝礦床的礦石礦物鈣芒硝的深入研究，發(fā)現(xiàn)鈣芒硝與生物作用關(guān)系極為密切，從而提出鈣芒硝礦床生物化學(xué)成因的新觀點(diǎn)。
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